全文摘要
本实用新型公开了一种基于空气弹簧的车身姿态调节系统，调节系统包含车辆传感器模块、前处理模块、总控制模块、调节模块、语音提示模块和紧急手动按钮；车辆传感器模块包含四个车身高度传感器和加速度传感器；调节模块包含四个空气弹簧和附加气室；空气弹簧包含气囊、气压传感器、排气电动阀和进气电动阀。工作时，总控制模块根据四个车身高度传感器、加速度传感器、四个空气弹簧的气压传感器、紧急手动按钮的感应数据控制四个空气弹簧的排气电动阀、四个空气弹簧的进气电动阀、语音提示模块工作。本实用新型有利于驾驶员提前根据路况进行操作,提高了车辆悬架系统对不同路况的适应能力,保证了行车的安全性。
主设计要求
1.一种基于空气弹簧的车身姿态调节系统，其特征在于，包含车辆传感器模块、前处理模块、总控制模块、调节模块、语音提示模块和紧急手动按钮；所述车辆传感器模块包含四个车身高度传感器和加速度传感器；所述四个车身高度传感器安装四个车轮处的车架上，用于检测车架在四个车轮处和地面之间的距离，并将其传递给所述前处理模块；所述加速度传感器设置在车辆的悬架上，用于采集车身加速度，并将其传递给所述前处理模块；所述调节模块包含四个空气弹簧和附加气室；所述四个空气弹簧分别设置在汽车的四个悬架处，分别用于调整四个悬架的姿态；所述空气弹簧包含气囊、气压传感器、排气电动阀和进气电动阀；所述气囊上设有进气孔和排气孔，其中，所述排气孔通过管道和外界相联通，进气孔通过管道和附加气室相联通；所述气压传感器设置在气囊中，用于感应气囊中的气压并将其传递给所述前处理模块；所述排气电动阀分别设置在排气孔和外界相联通的管道中，用于在打开时使得气囊朝外界放气、进而使得空气弹簧弹性变小，改善乘车舒适性；所述进气电动阀分别设置在进气孔和附加气室相联通的管道中，用于在打开时使得附加气室对气囊充气、进而使得空气弹簧弹性变大，增强车身的抗侧倾能力；所述前处理模块用于对接收到的车架在四个车轮处和地面之间的距离、车身加速度、四个空气弹簧气囊中的气压进行模拟数字信号转换、滤波、剔除异常数据后，传递至所述总控制模块；所述语音提示系统用于对驾驶员发出预警提示；所述紧急手动按钮设置在车辆的驾驶室，用于输入紧急切换指令给所述总控制模块；所述总控制模块分别和所述前处理模块、紧急手动按钮、四个空气弹簧的排气电动阀、四个空气弹簧的进气电动阀、语音提示模块电气相连，用于根据前处理模块、紧急手动按钮的传递的数据控制四个空气弹簧的排气电动阀、四个空气弹簧的进气电动阀、语音提示模块工作。
设计方案
1.一种基于空气弹簧的车身姿态调节系统，其特征在于，包含车辆传感器模块、前处理模块、总控制模块、调节模块、语音提示模块和紧急手动按钮；
所述车辆传感器模块包含四个车身高度传感器和加速度传感器；
所述四个车身高度传感器安装四个车轮处的车架上，用于检测车架在四个车轮处和地面之间的距离，并将其传递给所述前处理模块；
所述加速度传感器设置在车辆的悬架上，用于采集车身加速度，并将其传递给所述前处理模块；
所述调节模块包含四个空气弹簧和附加气室；所述四个空气弹簧分别设置在汽车的四个悬架处，分别用于调整四个悬架的姿态；
所述空气弹簧包含气囊、气压传感器、排气电动阀和进气电动阀；所述气囊上设有进气孔和排气孔，其中，所述排气孔通过管道和外界相联通，进气孔通过管道和附加气室相联通；所述气压传感器设置在气囊中，用于感应气囊中的气压并将其传递给所述前处理模块；所述排气电动阀分别设置在排气孔和外界相联通的管道中，用于在打开时使得气囊朝外界放气、进而使得空气弹簧弹性变小，改善乘车舒适性；所述进气电动阀分别设置在进气孔和附加气室相联通的管道中，用于在打开时使得附加气室对气囊充气、进而使得空气弹簧弹性变大，增强车身的抗侧倾能力；
所述前处理模块用于对接收到的车架在四个车轮处和地面之间的距离、车身加速度、四个空气弹簧气囊中的气压进行模拟数字信号转换、滤波、剔除异常数据后，传递至所述总控制模块；
所述语音提示系统用于对驾驶员发出预警提示；
所述紧急手动按钮设置在车辆的驾驶室，用于输入紧急切换指令给所述总控制模块；
所述总控制模块分别和所述前处理模块、紧急手动按钮、四个空气弹簧的排气电动阀、四个空气弹簧的进气电动阀、语音提示模块电气相连，用于根据前处理模块、紧急手动按钮的传递的数据控制四个空气弹簧的排气电动阀、四个空气弹簧的进气电动阀、语音提示模块工作。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及汽车安全领域，尤其涉及一种基于空气弹簧的车身姿态调节系统。
背景技术
空气悬架因其独特的优点在车辆上得到了越来越广泛的应用,其性能主要取决于悬架参数,而传统被动空气悬架的刚度在设计时一旦选定便无法更改。在遇到一些较为颠簸的路面时,空气悬架的空气弹簧的自振频率会很高,不能很好的起到减振作用,影响乘客乘坐舒适性及司机驾驶感受。为了提高乘客乘坐的舒适性,可以增大空气弹簧中气囊的有效体积,气囊的有效体积增大后,相同路况下车辆的振动振幅将会减小。
目前，市场上已有的空气弹簧都是通过电控自动调节车身的，即由控制器发出的电信号控制的，而由控制器发出的电信号来控制控制阀具有一定的局限性,例如在山区行驶时,弯道较多,车辆转弯时会有较大的侧倾,为了保证行车安全,需要提前关闭控制阀,但由于控制器电信号的发出不具备提前性,可能在转弯时才会发出控制电磁阀关断的信号,这对行车时不利的。再者,由于控制器发出信号的行为不具备主观性,无法智能地在行车舒适性与抗侧倾性能之间选择。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于空气弹簧的车身姿态调节系统。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于空气弹簧的车身姿态调节系统，包含车辆传感器模块、前处理模块、总控制模块、调节模块、语音提示模块和紧急手动按钮；
所述车辆传感器模块包含四个车身高度传感器和加速度传感器；
所述四个车身高度传感器安装四个车轮处的车架上，用于检测车架在四个车轮处和地面之间的距离，并将其传递给所述前处理模块；
所述加速度传感器设置在车辆的悬架上，用于采集车身加速度，并将其传递给所述前处理模块；
所述调节模块包含四个空气弹簧和附加气室；所述四个空气弹簧分别设置在汽车的四个悬架处，分别用于调整四个悬架的姿态；
所述空气弹簧包含气囊、气压传感器、排气电动阀和进气电动阀；所述气囊上设有进气孔和排气孔，其中，所述排气孔通过管道和外界相联通，进气孔通过管道和附加气室相联通；所述气压传感器设置在气囊中，用于感应气囊中的气压并将其传递给所述前处理模块；所述排气电动阀分别设置在排气孔和外界相联通的管道中，用于在打开时使得气囊朝外界放气、进而使得空气弹簧弹性变小，改善乘车舒适性；所述进气电动阀分别设置在进气孔和附加气室相联通的管道中，用于在打开时使得附加气室对气囊充气、进而使得空气弹簧弹性变大，增强车身的抗侧倾能力；
所述前处理模块用于对接收到的车架在四个车轮处和地面之间的距离、车身加速度、四个空气弹簧气囊中的气压进行模拟数字信号转换、滤波、剔除异常数据后，传递至所述总控制模块；
所述语音提示系统用于对驾驶员发出预警提示；
所述紧急手动按钮设置在车辆的驾驶室，用于输入紧急切换指令给所述总控制模块；
所述总控制模块分别和所述前处理模块、紧急手动按钮、四个空气弹簧的排气电动阀、四个空气弹簧的进气电动阀、语音提示模块电气相连，用于根据前处理模块、紧急手动按钮的传递的数据控制四个空气弹簧的排气电动阀、四个空气弹簧的进气电动阀、语音提示模块工作。
本实用新型还公开了一种该基于空气弹簧的车身姿态调节系统的控制方法，包含以下步骤：
步骤1），四个车身高度传感器、加速度传感器、四个空气弹簧的气压传感器分别获得车架在四个车轮处和地面之间的距离、车身加速度A以及四个空气弹簧气囊中的气压，并将其传递给所述前处理模块；
步骤2），前处理模块用于对接收到的车架在四个车轮处和地面之间的距离、车身加速度A、四个空气弹簧气囊中的气压进行模拟数字信号转换、滤波、剔除异常数据后，传递至所述总控制模块；
步骤3），总控制模块计算车架在左侧后轮、右侧后轮处和地面之间距离的差值L1，计算车架在左侧前轮、右侧前轮处和地面之间距离的差值L2；
步骤4），总控制模块求得L1和L2平均值的绝对值L；
步骤5），总控制模块将A和预设的加速度阈值B比较，将L和预设的稳定值M比较，并判断紧急手动按钮是否被按下；
步骤5.1），如果A小于等于B、L小于等于M、且紧急手动按钮未被按下，此时车身平稳，无侧翻风险，总控制模块将四个空气弹簧气囊中的气压分别和预设的第一气压阈值进行比较，对于每个空气弹簧：
步骤5.1.1），如果空气弹簧中的气压小于预设的第一气压阈值，控制空气弹簧的排气电动阀关闭、空气弹簧的进气电动阀打开，对空气弹簧中的气囊进行充气，直至空气弹簧中的气压等于预设的第一气压阈值；
步骤5.1.2），如果空气弹簧中的气压大于预设的第一气压阈值，控制空气弹簧的排气电动阀打开、空气弹簧的进气电动阀关闭，对空气弹簧中的气囊进行放气，直至空气弹簧中的气压等于预设的第一气压阈值；
步骤5.2），如果A大于B、L小于等于M、且紧急手动按钮未被按下，此时车身颠簸，无侧翻风险，总控制模块将四个空气弹簧气囊中的气压分别和预设的第二气压阈值进行比较，所述预设的第二气压阈值小于预设的第一气压阈值，对于每个空气弹簧：
步骤5.2.1），如果空气弹簧中的气压小于预设的第二气压阈值，控制空气弹簧的排气电动阀关闭、空气弹簧的进气电动阀打开，对空气弹簧中的气囊进行充气，直至空气弹簧中的气压等于预设的第二气压阈值；
步骤5.2.2），如果空气弹簧中的气压大于预设的第二气压阈值，控制空气弹簧的排气电动阀打开、空气弹簧的进气电动阀关闭，对空气弹簧中的气囊进行放气，直至空气弹簧中的气压等于预设的第二气压阈值；
步骤5.3），如果L大于M或者紧急手动按钮被按下，此时有侧翻风险，总控制模块进行主动控制：
步骤5.3.1），总控制模块控制语音提示模块对驾驶员发出预警提示；
步骤5.3.2），根据车架在四个车轮处和地面之间的距离计算出四个空气弹簧气囊的目标气压，并通过控制各个空气弹簧的排气电动阀和进气电动阀，使得四个空气弹簧气囊的气压均和其目标气压相等。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1. 本实用新型在电动控制阀的基础上设有紧急手动按钮，便于驾驶员提前根据路况主观的操控紧急手动按钮对车辆悬架进行主动控制，提高了空气悬架系统对不同路况的适应能力,保证了行车的安全性。
2. 本实用新型通过空气弹簧调节车身姿态，空气弹簧中的气囊与附加气室相连，可直接调整空气弹簧的软度和刚度，且根据车身的颠簸程度自动调整四个空气弹簧的软度，使得行驶更加舒适。
附图说明
图1为本实用新型的基于空气弹簧的车身姿态调节系统结构示意图；
图2为本实用新型的基于空气弹簧的车身姿态调节系统控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
本实用新型可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本实用新型的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
如图1所示，本实用新型公开了一种基于空气弹簧的车身姿态调节系统，包含车辆传感器模块、前处理模块、总控制模块、调节模块、语音提示模块和紧急手动按钮；
所述车辆传感器模块包含四个车身高度传感器和加速度传感器；
所述四个车身高度传感器安装四个车轮处的车架上，用于检测车架在四个车轮处和地面之间的距离，并将其传递给所述前处理模块；
所述加速度传感器设置在车辆的悬架上，用于采集车身加速度，并将其传递给所述前处理模块；
所述调节模块包含四个空气弹簧和附加气室；所述四个空气弹簧分别设置在汽车的四个悬架处，分别用于调整四个悬架的姿态；
所述空气弹簧包含气囊、气压传感器、排气电动阀和进气电动阀；所述气囊上设有进气孔和排气孔，其中，所述排气孔通过管道和外界相联通，进气孔通过管道和附加气室相联通；所述气压传感器设置在气囊中，用于感应气囊中的气压并将其传递给所述前处理模块；所述排气电动阀分别设置在排气孔和外界相联通的管道中，用于在打开时使得气囊朝外界放气、进而使得空气弹簧弹性变小，改善乘车舒适性；所述进气电动阀分别设置在进气孔和附加气室相联通的管道中，用于在打开时使得附加气室对气囊充气、进而使得空气弹簧弹性变大，增强车身的抗侧倾能力；
所述前处理模块用于对接收到的车架在四个车轮处和地面之间的距离、车身加速度、四个空气弹簧气囊中的气压进行模拟数字信号转换、滤波、剔除异常数据后，传递至所述总控制模块；
所述语音提示系统用于对驾驶员发出预警提示；
所述紧急手动按钮设置在车辆的驾驶室，用于输入紧急切换指令给所述总控制模块；
所述总控制模块分别和所述前处理模块、紧急手动按钮、四个空气弹簧的排气电动阀、四个空气弹簧的进气电动阀、语音提示模块电气相连，用于根据前处理模块、紧急手动按钮的传递的数据控制四个空气弹簧的排气电动阀、四个空气弹簧的进气电动阀、语音提示模块工作。
如图2所示，本实用新型还公开了一种该基于空气弹簧的车身姿态调节系统的控制方法，包含以下步骤：
步骤1），四个车身高度传感器、加速度传感器、四个空气弹簧的气压传感器分别获得车架在四个车轮处和地面之间的距离、车身加速度A以及四个空气弹簧气囊中的气压，并将其传递给所述前处理模块；
步骤2），前处理模块用于对接收到的车架在四个车轮处和地面之间的距离、车身加速度A、四个空气弹簧气囊中的气压进行模拟数字信号转换、滤波、剔除异常数据后，传递至所述总控制模块；
步骤3），总控制模块计算车架在左侧后轮、右侧后轮处和地面之间距离的差值L1，计算车架在左侧前轮、右侧前轮处和地面之间距离的差值L2；
步骤4），总控制模块求得L1和L2平均值的绝对值L；
步骤5），总控制模块将A和预设的加速度阈值B比较，将L和预设的稳定值M比较，并判断紧急手动按钮是否被按下；
步骤5.1），如果A小于等于B、L小于等于M、且紧急手动按钮未被按下，此时车身平稳，无侧翻风险，总控制模块将四个空气弹簧气囊中的气压分别和预设的第一气压阈值进行比较，对于每个空气弹簧：
步骤5.1.1），如果空气弹簧中的气压小于预设的第一气压阈值，控制空气弹簧的排气电动阀关闭、空气弹簧的进气电动阀打开，对空气弹簧中的气囊进行充气，直至空气弹簧中的气压等于预设的第一气压阈值；
步骤5.1.2），如果空气弹簧中的气压大于预设的第一气压阈值，控制空气弹簧的排气电动阀打开、空气弹簧的进气电动阀关闭，对空气弹簧中的气囊进行放气，直至空气弹簧中的气压等于预设的第一气压阈值；
步骤5.2），如果A大于B、L小于等于M、且紧急手动按钮未被按下，此时车身颠簸，无侧翻风险，总控制模块将四个空气弹簧气囊中的气压分别和预设的第二气压阈值进行比较，所述预设的第二气压阈值小于预设的第一气压阈值，对于每个空气弹簧：
步骤5.2.1），如果空气弹簧中的气压小于预设的第二气压阈值，控制空气弹簧的排气电动阀关闭、空气弹簧的进气电动阀打开，对空气弹簧中的气囊进行充气，直至空气弹簧中的气压等于预设的第二气压阈值；
步骤5.2.2），如果空气弹簧中的气压大于预设的第二气压阈值，控制空气弹簧的排气电动阀打开、空气弹簧的进气电动阀关闭，对空气弹簧中的气囊进行放气，直至空气弹簧中的气压等于预设的第二气压阈值；
步骤5.3），如果L大于M或者紧急手动按钮被按下，此时有侧翻风险，总控制模块进行主动控制：
步骤5.3.1），总控制模块控制语音提示模块对驾驶员发出预警提示；
步骤5.3.2），根据车架在四个车轮处和地面之间的距离计算出四个空气弹簧气囊的目标气压，并通过控制各个空气弹簧的排气电动阀和进气电动阀，使得四个空气弹簧气囊的气压均和其目标气压相等。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920061717.5
申请日:2019-01-14
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:84(南京)
授权编号:CN209738734U
授权时间:20191206
主分类号:B60G17/052
专利分类号:B60G17/052
范畴分类:32B;32G;
申请人:南京航空航天大学
第一申请人:南京航空航天大学
申请人地址:210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
发明人:周凯;赵又群;徐瀚;张桂玉
第一发明人:周凯
当前权利人:南京航空航天大学
代理人:贺翔
代理机构:32237
代理机构编号:江苏圣典律师事务所 32237
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计